Rabi oscillations in a superconducting nanowire circuit
研究了非简谐超导纳米线振荡器的电路量子电动力学。样品电路由一个电容并联纳米线的宽度约为20 nm和一个变化的长度高达350 nm，电容耦合到一个片上谐振器。通过施加微波脉冲，我们观察拉比振荡，测量相干时间和电路的非谐性。尽管非常紧凑的设计，简单的自上而下的制造和高度的无序的氧化（颗粒状）铝材料中使用，我们观察到的寿命在微秒范围内。
2020-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pokemon: Protected Logic Qubit Derived from the 0-$π$ Qubit
我们提出了一种新的保护逻辑量子比特称为口袋妖怪，它是由0- $π$量子比特通过利用一个电容并联电感和两个电容并联约瑟夫森结嵌入超导回路。与0- $π$量子比特类似，所提出的量子比特的两个基态被高势垒分开，但是它们的波函数沿着二维参数空间的两个轴方向高度局域化，而不是在0- $π$量子比特中仅沿着一个轴方向高度局域化的波函数。这使得口袋妖怪量子比特更受保护。例如，口袋妖怪量子比特的弛豫以两个同等重要的因子呈指数减小，而0- $π$量子比特的弛豫仅以一个因子呈指数减小。此外，我们表明，口袋妖怪中的电感器可以用非线性电感器代替，例如，一对或两对约瑟夫森结。这为实现具有更高量子相干性的下一代超导量子比特提供了一种实验上有希望的方法。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Population inversion through charge measurement using a superconducting single-electron transistor biased in the subgap regime
我们展示了如何发生粒子数反转（PI）在一个两能级系统（TLS），同时测量其电荷使用电容耦合超导单电子晶体管（SSET），偏置在subgap制度，其中通过SSET的电流进行不同的周期涉及隧道的两个库珀对和准粒子。PI与库珀对隧穿的共振性质直接相关。我们还展示了SSET如何强烈地放松TLS，尽管有可以忽略不计的电流流过SSET，即它被关闭。量子反作用噪声的计算基于实时Keldysh方法。我们特别讨论了库珀对盒量子位与SSET电容耦合作为读出设备的情况。
2002-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Capacitively coupled hot-electron nanobolometer as far-infrared photon counter
我们从理论上表明，热电子纳米测辐射计组成的一小块正常的金属，电容耦合到超导天线通过一对正常的金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结可以用作远红外光子计数器。为了使设备在高计数率最有效，我们建议使用的测辐射热计在最简单的配置，当NIS隧道结被用作电子冷却器和温度计。正常金属中光子的吸收会产生电子温度脉冲，该温度通过NIS结测量。该计数器可分辨波长达0.3- 0.4毫米的光子，典型的再平衡时间常数约为20纳秒。
2002-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energies and Entanglement in Multiply-coupled Phase Qubit Systems
超导约瑟夫森结已被证明是构建量子比特或“量子比特”的强有力的候选者，量子比特或“量子比特”是未来量子计算机的组件。近年来，大量的理论和实验工作集中在研究单量子比特和双耦合固态量子比特的量子特性。我们提出了更多的三相量子比特的能量谱的数值模拟的结果，是在不同的配置电容耦合。我们讨论了组件量子比特之间的纠缠，表现在避免交叉，以及这些如何可能发挥作用，在建设门和传输量子比特状态信息。
2009-09-16 cond-mat.supr-con
Modeling Three and Four Coupled Phase Qubits
约瑟夫森结相位量子比特已被证明是一个可行的候选人的量子计算。近年来，两相耦合系统在理论和实验上得到了广泛的研究。利用二能级系统模型，我们分析了三个和四个不同组态的电容耦合相位量子比特的量子行为。计算了能级和本征态随偏置电流和失谐量的变化。这些简单的网络的性质进行了讨论。
2009-08-19 cond-mat.supr-con
Reversal of the Asymmetry in a Cylindrical Coaxial Capacitively Coupled Ar/Cl2 Plasma
圆柱形同轴电容耦合等离子体的等离子体鞘层电压的不对称性的减少对于凹三维结构（包括超导射频腔）的内表面的有效表面改性是至关重要的。一个关键的不对称效应是负直流自偏置，由于与外电极相比，内电极等离子体鞘层的表面积较低，因此在内电极等离子体鞘层上形成。研究了内电极结构的几何修饰对自偏压的影响。内电极的形状选择为圆柱管、大、小螺距波纹管和盘载波纹结构（DLCS）。所有这些形状的直流自偏置测量采取在不同的工艺参数在Ar/Cl 2放电。观察到负的直流自偏置电位反转为正的DLCS内电极，并且由于等离子体不对称性的减少而实现了最佳的蚀刻速率。
2015-06-30 cond-mat.supr-con physics.acc-ph physics.plasm-ph
Self-bias Dependence on Process Parameters in Asymmetric Cylindrical Coaxial Capacitively Coupled Plasma
采用射频同轴电容耦合Ar/Cl 2等离子体对超导射频腔内壁进行了加工。由于同轴等离子体的内外电极之间的表面积差，在内电极鞘层上建立了直流自偏置电位。自偏置电位的测量被用作等离子体鞘层电压不对称性的指示。同轴等离子体鞘层电压分布的不对称性对于三维物体内表面的改性具有重要意义。等离子体鞘层电压被定制为通过在外部直流电源的帮助下向内部电极提供额外的直流电流来处理外壁。直流自偏置电位测量不同直径的电极和工艺参数，如气体压力，射频功率和氯的Ar/Cl 2气体混合物中的百分比的变化进行了研究。对于相同的工艺参数，测量克服自偏置电位使其为零所需的直流电流。
2015-06-16 cond-mat.supr-con physics.acc-ph physics.plasm-ph
High coherence hybrid superconducting qubit
我们测量了一种新的超导量子比特{ \em低阻抗通量量子比特}的相干性，发现了$T_2^* \sim T_1 \sim 1.5μ$。它是一个三结通量量子比特，但结临界电流的比例被选择为使量子比特的势具有单阱形式。其大分流电容的低阻抗保护其免受退相干。该量子比特具有适度的非谐性，与所有其他流行的量子比特设计相比，其符号是相反的。量子位以$λ/2$配置电容耦合到高Q谐振器，这允许量子位的状态被分散地读出。
2010-03-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Suppression of Unwanted $ZZ$ Interactions in a Hybrid Two-Qubit System
减轻串扰误差，无论是经典的还是量子力学的，对于在多量子位电路中实现高保真纠缠门至关重要。对于弱非谐超导量子比特，通过组合具有相反非谐性的量子比特可以抑制不需要的$ZZ$相互作用。我们提出了实验测量和理论建模的两个量子比特门误差的门之间的交叉共振相互作用的基础上的电容分流磁通量子比特和transmon和演示消除的$ZZ$的相互作用。
2020-04-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Characterization of a two-transmon processor with individual single-shot qubit readout
我们报告的两个量子位处理器的表征实现了两个电容耦合的可调超导量子位的transmon类型，每个量子位有自己的非破坏性的单次读出。固定的电容耦合在适当的相互作用时间内产生\sqrt{iSWAP}双量子位门。我们重建状态层析成像的相干动力学的两位寄存器的相互作用时间的函数，观察违反贝尔不等式的22个标准偏差后，纠正读出错误，和测量的量子过程层析成像的门保真度为90%。
2011-09-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Large Dispersive Shift of Cavity Resonance Induced by a Superconducting Flux Qubit in the Straddling Regime
我们证明了在跨跃状态下，电容耦合超导磁通量子比特在共面波导谐振腔中引起的色散频移的增强。所观察到的位移的幅度，80 MHz的量子位谐振器失谐5 GHz，定量解释的广义Jaynes-Cummings模型，考虑到量子位更高的能级的贡献。通过将增强的色散位移应用于量子比特读出，我们实现了90%的拉比振荡对比度，这主要是由量子比特的能量弛豫限制的。
2012-10-31 cond-mat.supr-con quant-ph
Protected qubit based on a superconducting current mirror
我们提出了一种基于电容耦合约瑟夫森结链中激子凝聚的量子比特实现方案。量子位是受保护的，因为随着链长的增加，其有效哈密顿量中所有不需要的项都被指数抑制。我们还描述了一套通用的量子门的实现。大多数门还提供指数误差抑制。唯一一个本质上不是容错的门需要以大约50%的精度实现，前提是其他门是精确的。
2006-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Theory of measurement crosstalk in superconducting phase qubits
分析了电容耦合超导磁通偏置相位量子比特测量中的串扰误差机理。在测量第一量子位之后超导相的阻尼振荡可能显著地激发第二量子位，导致其测量误差。第一个量子位，在测量后被高度激发，被经典地描述。第二个量子位被经典地和量子力学地处理。分析的结果被用来找到一个给定的测量误差概率的容许值的耦合电容的上限（从而限制两个量子位操作的频率）。
2006-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dispersive readout of a flux qubit at the single photon level
超导通量量子位感应耦合到超导量子干涉装置（SQUID）磁力计，电容分流以形成1.294 GHz谐振器。量子位态依赖的谐振器频率用微波信号弱探测，并用微带SQUID放大器检测。在平均谐振器占用$\bar{n}$ = 1.5个光子时，读出可见度比使用低温半导体放大器的读出可见度增加4.5倍。随着$\bar{n}$从0.008增加到0.1，没有观察到$T_1$的减少，这可能能够连续监测量子位状态。
2012-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Implementing topological quantum manipulation with superconducting circuits
一个具有传统两体相互作用的两分量费米子模型最近被证明具有任意子激发。在这里，我们提出了一个方案，以物理实现这一模型的两个两个组件的费米子的每一个链转化为两个电容耦合的超导器件链。特别是，我们详细阐述了如何实现所需的操作，创建和操纵的拓扑量子态，提供了一个实验可行的方案，访问拓扑存储器和建立任意子干涉。
2009-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Testing Bell's inequality in constantly coupled Josephson circuits by effective single-qubit operations
在位间不可调的超导电路中（例如，电容）耦合，理想的局部量子操作不能精确地在各个约瑟夫森量子位上执行。在这里，我们提出了一个有效的动态解耦方法，以克服“固定相互作用”的困难，有效地实现量子计算的基本逻辑门。所提出的单量子比特操作和局部测量应该允许用一对电容耦合的约瑟夫森量子比特来测试贝尔不等式。除了光谱分析[Nature \textbf{421}，823（2003）; Science \textbf{300}，1548（2003）]之外，这提供了一种强有力的方法来验证两个固定耦合的约瑟夫森量子比特之间宏观量子纠缠的存在。
2005-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Circuits, Qubits and Computing
本文介绍了用于量子信息处理的量子化超导电路的物理和工作原理。
2005-08-30 cond-mat.supr-con
Flux Qubit Based on Hybrid Ferromagnetic-Superconducting Device
我们提出了一种基于铁磁-超导混合器件的磁通量子比特的实现方案，其中磁通偏置完全由消失的磁场的矢量势引起。我们支持我们的结论与理论分析和自洽的三维模拟材料的具体参数。
2022-03-16 cond-mat.supr-con
Possible implementation of adiabatic quantum algorithm with superconducting flux qubits
我们表明，LC参量传感器可以有效地用于监测超导磁通量子比特的绝热演化。我们提出了一种新的测量量子比特态的方案，这是一种量子非破坏测量。该方案可以很容易地扩展到三量子比特系统，并且允许在系统保持在基态时读出量子比特的状态。讨论了三个超导磁通量子比特的绝热量子算法MAXCUT的实现。
2005-03-29 cond-mat.supr-con
Single-Shot Readout of Macroscopic Quantum Superposition State in a Superconducting Flux Qubit
利用三个约瑟夫森结嵌入超导环中的超导量子比特的两个最低能态进行了单次读出实验。我们通过电流偏置的dc-SQUID的开关电流Isw来测量量子比特状态，dc-SQUID是围绕量子比特回路的量子检测器。量子位信号在SQUID的小Isw区域中测量，通常小于100 nA，其中Isw分布特别窄。所获得的单次激发数据表明，通过量子比特持续电流产生的通量，量子比特状态被读出为能量本征态而不是电流本征态。
2004-07-12 cond-mat.supr-con
Generalized switchable coupling for superconducting qubits using double resonance
提出了一种利用双共振实现超导量子比特间可切换耦合的方法。量子比特间的耦合是通过向两个量子比特施加近共振振荡场来实现的。偏离共振放松了强驱动场的标准，同时仍然允许完全纠缠的两量子比特门。该方法避免了先前用于可切换耦合的提议的一些缺点。我们讨论了我们的建议可能的应用到一对感应耦合磁通量子比特，我们认为扩展到相位量子比特。
2006-11-07 cond-mat.supr-con
Selective coupling of superconducting qubits via tunable stripline cavity
理论上研究了超导电荷量子比特在谐振频率可调的超导带线腔中的选择耦合。频率控制是由一个磁通偏置dc-SQUID连接到腔。量子比特态的选择性纠缠是通过扫描量子比特-腔共振的腔频率来实现的。该电路是可扩展的，并且允许在整个操作期间将量子比特保持在其关于退相干的最佳点。我们推导出一个有效的量子哈密顿量的基本，两个量子比特腔系统，并分析适当的电路参数。我们提出了一个协议进行贝尔不等式测量，并讨论了一个复合脉冲序列产生一个通用的控制相位门。
2006-10-18 cond-mat.supr-con
Macroscopic Many-Qubit Interactions in Superconducting Flux Qubits
超导磁通量子比特被用来研究宏观多量子比特相互作用。基于电流态的多量子比特态可以通过每个超导回路中的电流-相位关系来操纵。对于由$N$量子比特环组成的磁通量子比特系统，根据量子比特的低能级和多量子比特态之间的宏观量子隧穿，给出了低能哈密顿量的一般表达式.通过{ \em伊辛型-或隧道-}交换相互作用分类的多量子位相互作用可以通过实验观察到。通量量子比特系统可以提供各种人工自旋系统来研究自然无法找到的多体系统。
2007-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the quantum coherence of a nanomechanical resonator using a superconducting qubit II: Implementation
我们描述了一种可能的实现方式的纳米力学量子叠加生成和检测方案中描述的前面，同伴论文[Armour AD和Blencowe M P 2008新。J. Phys.该实施方案是基于电路量子电动力学（QED）的设置，与额外的机械自由度形成了一个悬浮的，双钳位段的超导回路的直流SQUID位于直接相对的中心导体的共面波导（CPW）。讨论了两种基于SQUID的量子比特实现的相对优点，特别是电容耦合电荷量子比特和电感耦合通量量子比特。结果发现，这两种实现是同样有前途的，具有可比的量子位机械谐振器模式以及量子位微波谐振器模式耦合强度。
2008-04-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Zeno effect with a superconducting qubit
研究了用超导量子比特验证量子芝诺效应的详细方案。超导量子比特受到频谱为1/f的退相噪声的影响，因此超导量子比特的衰减过程由于1/f噪声的无限相关时间而表现出自然的非指数行为。由于投影测量可以很容易地影响具有这种非指数特性的衰变动力学，超导量子比特是一个有希望观察量子芝诺效应的系统。我们研究了一系列投影测量如何改变退相过程，并提出了用超导量子比特观察量子芝诺效应的实验方法。在现有技术下，我们的预测是有可能实现的。
2010-10-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting qubits II: Decoherence
这是一个介绍基本的退相干理论，因为它通常适用于超导量子比特。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A metastable superconducting qubit
我们提出了一个超导量子位的设计，基于一个可调谐的RF-SQUID和纳米线动力学电感器，它有一个显着减少的横向电磁耦合到它的环境，使其激发态应该是亚稳态。如果电磁相互作用实际上是超导量子比特当前激发态衰减速率的原因，那么这种设计应该会导致量子比特寿命比目前可能的寿命长几个数量级。此外，由于超导量子位的精确操纵和读出目前受到自发衰变的限制，因此利用这种设计可以实现高得多的结晶度。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A proposal for realizing a 3-qubit controlled-phase gate with superconducting qubit systems coupled to a cavity
提出了一种利用超导量子比特系统耦合到腔体中实现3量子比特量子相位控制门的方法。该方案不需要调整量子位能级间距或相同的量子位-腔耦合常数。此外，由于仅应用谐振相互作用，因此可以在$\sim $ 10纳秒内快速执行门控。这个提议是相当普遍的，它可以应用于各种类型的超导量子比特，被困在腔中的原子，或耦合到谐振器的量子点。
2012-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Interaction-free measurements with superconducting qubits
描述了一种用于由超导量子比特和读出约瑟夫森结组成的量子线路的无相互作用测量协议。通过测量量子位的状态，可以确定在先前时间通过电路的电流脉冲的存在，而量子位和脉冲之间没有任何能量交换。
2008-04-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Control of a Superconducting Qubit with Dynamically Tunable Qubit-cavity Coupling
我们演示了耦合到超导共面波导谐振器的超导量子比特的相干控制和测量，该超导共面波导谐振器具有动态可调的量子比特-腔耦合强度。拉比振荡测量几个耦合强度，表明量子位跃迁可以关闭的因素超过1500。我们展示了如何通过快速通量脉冲在关闭状态下仍然可以访问量子位。我们用同步快通量脉冲在设备上进行脉冲延迟测量，并观察到$T_1$和$T_2$时间分别为1.6和1.9 $μ$ s。这项工作演示了如何将这种量子比特纳入量子计算架构。
2011-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Protocol for universal gates in optimally biased superconducting qubits
我们提出了一个新的实验协议，用于在由固定的片上线性电抗耦合的超导量子比特寄存器中执行通用门。量子比特具有固定的失谐拉莫尔频率，并且在整个门操作期间可以保持偏置在其最佳工作点，在该最佳工作点处，由于控制参数的波动引起的退相干被抑制到一阶。双量子比特门通过以适当的幅度和相位在其各自的拉莫尔频率下同时照射两个量子比特来执行，而单量子比特门通过通常的单量子比特照射脉冲来执行。
2004-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Encoding a qubit with Majorana modes in superconducting circuits
马约拉纳费米子是人们长期寻找的奇异粒子，它们是自己的反粒子。在这里，我们建议利用超导电路来构建两个超导量子比特阵列，其中Majorana模式可以发生。一个所谓的马约拉纳量子比特是通过使用不成对的马约拉纳模式来编码的，这种模式出现在马约拉纳费米子表示中链的左右两端。我们还显示了这个马约拉纳量子比特的自旋表示和它的优势，在一个单一的超导量子比特，关于量子相干性。此外，我们建议使用四个超导量子比特作为最小的系统来演示编织的马约拉纳模式，并显示如何编织马约拉纳之前和之后的状态可以区分。
2014-09-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Implementation of adiabatic Abelian geometric gates with superconducting phase qubits
基于超导相位量子比特系统中的非简并能量本征态，我们发展了一种绝热阿贝尔几何量子计算策略。在模拟超导相位量子比特电路中存在热涨落的情况下，对所设计的量子门的保真度进行了评估，发现其对随机误差具有相当的鲁棒性。此外，还阐明了设计的绝热演化中的Berry相可以通过为超导量子比特开发的量子态层析成像直接检测。
2007-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Processing Quantum Information in Hybrid Topological Qubit and Superconducting Flux Qubit System
研究了一个由Majorana型半导体纳米线和超导磁通量子比特组成的复合系统。研究发现，这两个子系统之间的耦合可以通过电学方法控制，为实现基于Majorana拓扑的π/8相位门提供了一种方便的方法.我们还提出了一个利用朗道-齐纳跃迁将信息从通量量子比特转移到拓扑量子比特的方案。此外，我们还提出了一种名为top-flux-flux的拓扑结构来检索存储在拓扑量子比特中的信息。随着两个拓扑量子比特纠缠的演示，利用这种混合系统进行量子信息处理是非常有希望的。
2012-12-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Inherent flux crosstalk and coupler-driven single-qubit gates in superconducting circuits
University of Konstanz（康斯坦茨大学）
研究超导量子比特中时变磁通引起的串扰，发现电容耦合量子比特间出现交叉电压驱动，并证明可利用耦合器实现快速单比特门，可能消除独立微波XY控制线。
2026-06-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent operation of superconducting flux qubits
研究了微波辐射下耦合超导磁通量子比特的量子操作。磁通量子比特可以描述为磁偶极矩在弱微波场振幅的限制符合通常的实验情况。利用耦合量子比特在微波场中的哈密顿量，我们证明了强耦合可以实现高性能的受控非门操作。从实际的量子计算出发，分析了微波对相位耦合量子比特开关函数的影响。
2009-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting qubits
从物理学家的角度来看，量子计算研究中最有趣的部分可能是探索量子世界和经典世界之间边界的可能性。所涉及的结构越宏观越好。到目前为止，在实验室中研究的最“宏观”的量子比特原型是某些类型的超导量子比特。为了感受这些系统的宏观程度，量子叠加中的通量量子比特的状态对应于由超导回路中反向流动的10^5-10^6个电子组成的电流。到目前为止，实现的非超导量子比特基本上都是微观的。
2008-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometrical dependence of low frequency noise in superconducting flux qubits
本文采用一种直接测量复合约瑟夫森结超导磁通量子比特低频（10 Hz以下）磁通噪声的通用方法，对85个不同设计的器件进行了研究。在具有相同设计的量子位组之间的通量噪声的变化被观察到是小的。然而，通量噪声的水平在量子位设计之间系统地变化，强烈依赖于量子位布线长度和布线宽度。此外，在超导接地层上制造的量子比特比没有这种层的量子比特产生更低的噪声。这些结果支持了量子比特布线附近的局部磁性杂质是超导器件中低频磁通噪声的关键来源的假设。
2008-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Using Superconducting Qubit Circuits to Engineer Exotic Lattice Systems
我们提出了一种基于超导量子比特和谐振器的架构，用于实现各种奇异的晶格系统，如自旋和哈伯德模型在更高或分形维数和更高的属拓扑结构。自旋系统自然地使用量子比特来实现，而超导谐振器可以用于实现玻色-哈伯德模型。这些设计的基本要求，例如任意量子位对之间的可控相互作用，最近已经在实验室中实现，使我们的建议在当前技术下可行。
2010-11-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Two-qubit gate operations in superconducting circuits with strong coupling and weak anharmonicity
我们从理论上研究了在两个耦合超导量子比特系统中实现两个量子比特门的问题。特别是，我们在耦合强度与量子位的非谐性相当甚至更大的条件下分析了两量子位门操作。通过数值求解含时的薛定谔方程，得到了在量子比特-量子比特直接耦合和间接耦合两种情况下，两量子比特门的保真度与系统参数的关系.我们的数值结果可以用来确定“安全”的参数制度，在这些系统中实验实现高保真度的双量子比特门。
2012-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast quantum gate with superconducting flux qubits coupled to a cavity
我们提出了一种快速实现双量子比特控制相位门的方法，该方法将超导磁通量子比特耦合到腔体中。该提议的一个显著特征是，由于仅使用量子比特-腔共振相互作用和量子比特-脉冲共振相互作用，因此与先前的提议相比，门可以更快地执行。该提议不需要在门操作期间调整量子比特水平间距。此外，该提议既不需要量子位参数的均匀性，也不需要量子位在腔中的精确放置。
2012-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
A perspective on semiconductor-based superconducting qubits
在演示了可通过电气手段完全调谐的基于半导体的约瑟夫森结之后，为混合半导体-超导体量子比特的研究开辟了新的路线。这些包括基于自旋的transmon量子比特，单自旋Andreev量子比特和基于Majorana零模式的容错拓扑量子比特。从这个角度来看，我们回顾了最近的进展，朝着这种新颖的量子位设计的道路。经过一个简短的介绍和一个简短的题外话的历史路线图，导致了实验的最先进的，重点放在超导量子比特的基础上半导体纳米线
2020-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable coupling in circuit quantum electrodynamics with a superconducting V-system
超导量子比特的最新进展已经证明了这些器件在未来量子信息处理中的潜力。量子计算的一个期望特征是量子位相互作用以及量子位能量的独立控制。我们展示了一种新型的超导电荷量子比特，它具有V形能谱，并使用量子干涉来提供对量子比特能量和偶极耦合到超导腔的独立控制。我们展示了动态访问强耦合制度调谐耦合强度从小于200 kHz到超过40 MHz。这种可调谐耦合可以用于保护量子位免受腔诱导的弛豫，并避免多量子位系统中不必要的量子位-量子位相互作用。
2010-11-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement and Bell States in Superconducting Flux Qubits
我们从理论上研究了两个超导磁通量子比特中的宏观量子纠缠。为了操纵两个磁通量子比特的状态，在耦合量子比特的连接环中引入了约瑟夫森结。增加约瑟夫森结的耦合能量使得有可能实现量子位之间相对强的耦合，从而导致两个量子位的隧穿过程甚至在两个量子位的状态下比单量子位的隧穿过程占主导地位。结果表明，由于双量子比特隧穿过程，耦合磁通量子比特的基态和激发态都可以是Bell型态，并具有最大纠缠。根据磁通量和约瑟夫森耦合能讨论了贝尔态的参数区域。
2007-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simple quantum error detection and correction for superconducting qubits
我们分析了简单的量子错误检测和量子纠错协议相关的超导量子比特的电流实验。我们证明了对于具有能量弛豫的量子比特，重复N量子比特码不能用于量子纠错，但可以用于量子检错。在后一种情况下，仅使用两个量子比特进行编码就足够了。在分析中，我们展示了一种有用的技术，解开量子位能量弛豫到“松弛”和“无松弛”的情况。此外，我们提出并数值分析了几个双量子比特算法的量子错误检测/校正，这可以很容易地实现在当今水平的相位量子比特技术。
2012-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
SWAP gate between a Majorana qubit and a parity-protected superconducting qubit
高保真度的量子信息处理需要快速门和长寿命量子存储器的组合。在这项工作中，我们提出了一种混合架构，其中奇偶保护的超导量子位直接耦合到马约拉纳量子位，它扮演着量子存储器的角色。超导量子位是基于一个$π$ -周期性约瑟夫森结实现与栅极可调半导体线，其中个别库珀对的隧穿被抑制。其中一条线还包含四个定义量子位的马约拉纳零模式。我们证明，这使得实现的SWAP门，允许之间的拓扑和常规量子比特的量子信息的转导。这种架构结合了快速门，这可以实现与超导量子位，与拓扑保护马约拉纳内存。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Non-Markovian dynamics of a superconducting qubit in an open multimode resonator
我们研究了一个transmon量子比特的动力学，它是电容耦合到一个开放的多模超导谐振器。我们的有效方程是通过消除谐振器的自由度，同时编码它们的电磁背景的格林函数的效果。我们占耗散的谐振器正是通过采用一组非厄米模式的格林函数的频谱表示，并表明它是可能的，而不诉诸旋转波，两个层次或马尔可夫近似推导出有效的海森堡-朗之万方程。一个良好的时域微扰理论推导出系统的非线性transmon帐户。我们将这种方法应用于自发发射问题，准确地捕获量子比特动力学的非马尔可夫特征，适用于任何量子比特-谐振器耦合强度。
2017-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable coupling of superconducting qubits
我们研究了一种利用电流偏置的约瑟夫森结（CBJJ）作为超导量子比特的可调谐耦合器的LC电路。通过调制偏置电流，结可以被调谐进入或退出共振，并与耦合到它的量子比特纠缠。因此，人们可以通过介导纠缠来实现双量子比特操作。我们考虑CBJJ和电荷相位量子比特的例子。一个简单的再耦合方案导致推广到任意量子位设计。
2003-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Full protection of superconducting qubit systems from coupling errors
在超导电路中实现的固态量子比特具有极高的可扩展性。然而，强退相干可以通过耦合各个量子位的电路的各种元件转移到量子位，特别是当在长距离上实现耦合时。我们在这里提出了一个编码，提供充分的保护，防止错误源自这些耦合元件，超导量子位链与最近邻各向异性XY相互作用。还可以看出，编码提供了部分保护，以防止来自一般电子噪声的错误。
2005-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave-induced coupling of superconducting qubits
研究了微波辐射下两个耦合超导量子比特系统的量子动力学行为。我们发现，当量子比特运行在电荷共简并点时，系统的量子演化可以用一个新的有效哈密顿量来描述，该有效哈密顿量具有两个耦合的量子比特的形式，它们之间的耦合是可调的。该哈密顿量可用于宏观纠缠的实验测试和实现量子门。
2008-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Nondestructive readout for a superconducting flux qubit
我们提出了一种新的读出方法的超导磁通量子比特，基于测量的约瑟夫森电感的超导量子干涉装置，电感耦合到量子比特。本征通量检测效率和反作用适合于量子位的量子态的快速和非破坏性确定，如在量子计算机中读出多个量子位所需的。我们对通量量子比特进行了光谱分析，并测量了80 $μs$量级的弛豫时间。
2004-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Multiplexed dispersive readout of superconducting phase qubits
介绍了一种超导相位量子比特的频率复用读出方案。使用具有四个相位量子比特的量子线路，我们将每个量子比特耦合到单独的集总元件超导读出谐振器，读出谐振器并联连接到单个测量线。读出谐振器和控制电子器件的设计使得所有四个量子位可以在一条测量线上使用频率复用同时读出。这项技术提供了一种高效、紧凑的方法来读出多个量子位，这对于扩展到更大数量的量子位是一个显著的优势。
2012-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Simulating dynamical quantum Hall effect with superconducting qubits
我们提出了一个利用超导量子比特阵列模拟动态量子霍尔效应及相关的相互作用诱导拓扑跃迁的实验方案。我们证明了在超导量子比特阵列中可以实现参数可调的一维海森堡模型。量子平台是动态量子霍尔效应的一个特征，它将出现在超导量子位的Berry曲率中，作为最近邻量子位之间耦合强度的函数。我们数值计算了两个、四个和六个量子比特阵列的Berry曲率，发现用最简单的两个量子比特阵列就可以很容易地观察到相互作用诱导的拓扑跃迁.此外，我们还分析了在典型实验中观察这种动态量子霍尔效应的一些实际条件。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
